Ingenieros en la escuela

En dónde trabajas:
Trabajo en el Dpto. de Ingeniería Mecánica, en concreto, en el Grupo de Fabricación de Alto Rendimiento, en la rama de Procesado Láser. Estoy haciendo un doctorado bajo la dirección de Jon Iñaki Arrizubieta y Aitzol Lamikiz. A su vez, estoy contratada como Personal Investigador en ese mismo grupo con el proyecto Elkartek IMAGINE (KK-2021/00120).

¿Por qué estás haciendo una tesis? ¿Cuál ha sido tu trayectoria?:
Terminé el Grado de Ingeniería en Tecnología Industrial en la Escuela de Ingeniería de Bilbao en 2016. En los últimos meses del grado y mi primer año de máster me surgió la oportunidad de hacer prácticas voluntarias en el Taller de Fabricación de la Escuela, en concreto, en la rama de Electroerosión por Hilo. Me había empezado a interesar el campo de la fabricación y me pareció una buena forma de conocer un poco más el sector de la investigación. Tuve la oportunidad de familiarizarme con el trabajo que realizaban en el grupo de investigación y me llamó la atención la rama de la fabricación aditiva metálica.
Decidí entonces dirigir mi formación hacia esta tecnología, y durante el último año de máster me fui al extranjero, en concreto a la Universidad de Cranfield. Allí cursé el máster de Fabricación Aeronáutica y estuve desarrollando el trabajo de fin de máster en el laboratorio de soldadura, donde también investigaban en procesos de fabricación aditiva metálica. Había mantenido la relación con el grupo de investigación de la Escuela y a mi vuelta en 2018 tuve la oportunidad entrar en el grupo como investigadora contratada.
El mundo de la investigación me apasionaba y en 2019 decidí comenzar mis estudios de doctorado. Creo que hacer la tesis doctoral es el paso lógico si te quieres dedicar al i+D, ya que te permite sentar las bases del método científico y aprender a investigar de una forma muy didáctica.

¿Puedes explicarnos en qué consiste tu tesis doctoral?
Mi tesis doctoral está enmarcada en tecnologías de fabricación aditiva metálica o impresión 3D, en concreto, en la Deposición de Energía Focalizada con láser y polvo. Concretamente la hemos enfocado en el aporte multi-material, en el que depositamos simultáneamente materiales de diferente naturaleza, por ejemplo, cerámicas y metales.

La fabricación in-situ de estructuras multi-material dota al proceso de mayor flexibilidad y amplía notablemente las capacidades del proceso. Podemos, por ejemplo, construir gradientes composicionales en las que las propiedades de los materiales varíen progresivamente. Sin embargo, hay una serie de retos que hay que afrontar. Por una parte, aspectos del proceso, como por ejemplo el comportamiento fluidodinámico de las partículas de polvo a través de la boquilla de aporte cuando trabajamos con materiales de propiedades inerciales distintas. Por otra parte, aspectos metalúrgicos, ya que, al tratarse de un proceso térmico, los materiales van a reaccionar entre sí, modificando las propiedades mecánicas y la integridad metalúrgica de los aportes.

¿Qué aplicaciones prácticas tiene? ¿Has hecho alguna publicación?
Una de las principales aplicaciones industriales de mi investigación es la producción de recubrimientos de alto rendimiento, para mejorar la resistencia al desgaste de superficies sometidas a condiciones muy exigentes y que trabajan a altas temperaturas. Este tipo de recubrimientos son de particular interés en la industria del molde y la matriz, así como en el sector del Oil&Gas. Teniendo en cuenta el paradigma industrial actual y conceptos clave como la sostenibilidad, durabilidad, y fiabilidad, extender la vida útil de componentes de alto valor añadido tiene un gran interés. En el caso de la industria del molde y la matriz, los utillajes pueden llegar a constituir un 50% de los costes de producción, especialmente cuando sufren desgaste prematuro. Mediante la implementación de técnicas de mejora de propiedades superficiales se puede prolongar la vida útil de estos útiles de alto valor añadido, retrasando su sustitución y reduciendo notablemente los costes de producción.

a. Flujo de polvo metálico a la salida de una boquilla de aporte para ser irradiado con el haz láser hasta fundirlo y depositarlo sobre un sustrato: Izq.)Flujo de polvo real. Dcha.) Simulación de CFD.
b.Mapas composicionales de un composite de matriz metálica, fabricado mediante aporte por láser. La partícula cerámica es carburo de tungsteno (refuerzo), que está embebida en la matriz metálica de Stellite 6, una aleación base cobalto. Alrededor de la partícula se generan dendritas ricas en tungsteno, que son realmente carburos de tungsteno. Esta interacción es debida al ciclo térmico sufrido durante el proceso de aporte por láser y se puede controlar, en cierta medida, mediante los parámetros de proceso.
c. Deformación de dos probetas durante una indentación. La primera de ellas es monolítica, es decir, constituida sólo por la aleación metálica (Stellite 6). La segunda de ellas tiene un refuerzo del 40% en peso de carburo de tungsteno. Ésta caracterización mecánica se ha hecho mediante un modelo de elementos finitos que simula un ensayo de dureza Rockwell C, y que considera la plastificación del material.
Hasta la fecha, tengo dos publicaciones en revistas indexadas en JCR. Asimismo, he tenido la oportunidad de participar en congresos internacionales como el LANE 2020 en Alemania y el MESIC 2021 en España, y congresos nacionales, como el CNIM 2020. También he participado en la publicación de otros dos artículos científicos en revistas indexadas JCR como coautora.

¿Colaboras con alguna empresa?¿Has hecho alguna estancia en el extranjero?
A través de los proyectos de investigación del grupo trabajamos con diferentes empresas, centros tecnológicos y universidades. En concreto, hemos trabajado en numerosas ocasiones con Tecnalia, Azterlan o el IMH. Además, como parte de la tesis doctoral estamos actualmente colaborando con la Universidad de Mondragónen la caracterización al desgaste de los recubrimientos. Por otra parte, con el fin de obtener la mención de doctorado internacional he realizado una estancia en la Universidad de Tampere en Finlandia. Durante los tres meses de estancia he estado trabajando en la parte de la tesis correspondiente a la caracterización metalúrgica y mecánica de aportes multi-material y estamos ahora en el proceso de publicar los resultados obtenidos.

¿Qué es lo que más te gusta de tu trabajo? ¿Qué crees que se te da bien?
Una de las partes que más me gusta de la investigación es que nunca deja de ser interesante. Tienes la oportunidad de estar constantemente enfrentándote a nuevos retos y aprendiendo cosas nuevas. Además, cuanto más profundizas en un tema, más sencillo se te hace seguir investigando en él y es algo muy gratificante. Esa motivación constante me parece lo mejor de esto.
Por otra parte, creo que el ambiente que tenemos en el grupo es muy positivo y enriquecedor. ¡Es un ecosistema muy especial! Como nuestra investigación se basa principalmente en la experimentación, trabajamos mucho juntos. Vamos compartiendo ideas y resultados y, a menudo, esa puesta en común es la clave para entender lo que ocurre y seguir adelante.
Diría que se me da bien analizar resultados, es una virtud aprendida. Creo que la capacidad de organización que tengo juega en mi favor y me permite visualizar de una forma eficiente los resultados de una batalla de ensayos experimentales; buscar tendencias y correlaciones. Asimismo, me encanta buscar las explicaciones que justifiquen y/o apoyen los resultados obtenidos en la literatura.
Ya digo que es una virtud aprendida, creo que es una capacidad que desarrollamos enfrentándonos una y otra vez a estos retos. De alguna forma, vamos adquiriendo la capacidad de asimilar conceptos en base a lo que leemos y vemos, y de aplicarlos a nuestra investigación propia. También creo que juega en mi favor la formación que hemos recibido durante el grado y el máster en la Escuela. En ese sentido creo que la educación que recibimos es muy completa y que salimos con unas bases de ingeniería muy asentadas. Eso facilita mucho enfrentar problemas reales de una forma ágil y eficiente.

¿Dónde te gustaría trabajar cuando acabes la tesis?
Tengo claro que me gustaría seguir trabajando en investigación. Creo que me queda muchísimo por aprender y que tengo un margen de mejora importante. Quisiera seguir enfocada a la fabricación aditiva metálica, me parece que las oportunidades en la industria son infinitas. Ahora mismo es una tecnología que está en auge y creo que no hay tantísima gente especializada. Me gustaría dar el salto a la industria, ya sea a través de un departamento de i+D potente de una empresa privada o trabajando en un centro tecnológico. También me gusta la docencia y no descarto volver a la universidad en un futuro, pero ahora mismo me llama mucho trabajar en industria. De hecho, creo que la forma de investigar en empresas privadas y públicas es radicalmente distinta, y me gustaría vivir esa experiencia también.

Publicaciones:
Influence of process parameters on the particle–matrix interaction of WC-Co metal matrix composites produced by laser-directed energy deposition, Materials & Design 2022, 223, 111172 https://doi.org/10.1016/j.matdes.2022.111172

Functionally Graded AISI 316L and AISI H13 Manufactured by L-DED for Die and Mould Applications, AppliedSciences 2021, 11(2), 771 https://doi.org/10.3390/app11020771

Enhancement of tribological properties by laser metal deposition of AISI H13 and WC coatings, Dyna 2020, 95, 430-435 https://doi.org/10.6036/9623